武汉理工大学物理下作业解答

练习24选择题1.（B）2.（D）3.（C）又练习24填空题一个分子对器壁的冲量时间内截面上x方向受到的冲量2.1.统计假设

按空间均匀分布、按速度方向均匀分布、每个分子的运动速度各不相同，并且通过碰撞频繁变化。压强体积分子数得时间内截面上x方向受到的冲量若垂直撞击，显然分析理想气体模型与该题不同之处分子速度有一定的分布（大小、方向不一）。考虑这样的简化模型：对于宏观上静止的气体，各有占总数1/6的分子以平均速度沿±x、±y、±z6个方向运动。其中对器壁A1

面作用有贡献的只是沿+x

方向的那1/6的分子，从而可将上式的n

换为n/6，并把v2用其平均值代替，即可得到：!可见模型的作用！粗略的方法未必得不到正确的结果。至少，在严格推导之前作大胆的猜测，这种方法是可取的。3.练习24计算题1.解：①由则：②③每个分子平均占有体积为,把该体积视为立方体,则分子间平均距离为:④分子的平均平动动能：2.解：①由气态方程：为密度②同理3.速率大于100m/s的分子数=速率大于100m/s的那些分子速率之和=多次观察某一分子的速率，发现其速率大于100m/s的概率=v1→v2区间的分子对全体分子平均速率的贡献练习25麦克斯韦分子速率分布律选择题1.（B）2.（C）3.（B）填空题1.2.速率介于v1－v2之间的气体分子的平均速率的计算讨论v1→v2区间的分子对全体分子平均速率的贡献所以v1-v2区间分子数①从图上可得分布函数表达式：则：f(v)满足归一化条件，但在此，纵坐标是Nf(v)而不是f(v)，故曲线下的总面积为N。2.解：①由归一化条件可得:得:②可通过面积计算得:③N个粒子的平均速率:1.解：①②由归一化条件:得：③计算题④0.5v0

到v0

区间内粒子的平均速率:0.5v0

到v0区间内粒子数:练习26选择题n相同，（Ek/V）相同，ρ不同。两瓶不同种类的气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同。比较：单位体积中的气体分子数n、单位体积中的气体分子总平动动能（Ek/V）、气体质量ρ

。P、T相同，则、n相同n相同、m不同，则ρ不同1.（C）2.C水电解为氢气和氧气内能变化3.C练习26填空题1.理想气体、平衡态分子的平均动能为用绝热材料制成的一个容器，体积为2V0，被绝热隔板隔成体积相等的两部分A和B。A内储有1mol单原子分子理想气体，B内储有2mol双原子分子理想气体，A、B两部分压强相等均为p0。则①两种气体各自的内能分别是多少？②抽去隔板，两种气体混合后处于热平衡时的温度为多大？2.解：由同时可知抽去隔板后的混合过程，由于两边压强相等，所以都不做功。又是一个绝热系统两边内能改变量相同3.但真空管的线度只有10-2m!这时，分子的平均自由程实际为容器的线度练习26计算题1.解：①②③2.解：①②③表示分布在速率v附近、dv速率区间内的分子数占总分子数的百分比。表示分布在速率v附近、dv速率区间内的分子数密度。表示分布在速率v附近、dv速率区间内的分子数。④表示速率小于v的分子数占总分子数的百分比。讨论物理意义⑤⑥表示分布在的速率区间内所有分子与总分子数的比值，其值是1。（归一化条件）表示分布在区间内的分子数。①平衡态下，理想气体分子每一自由度上的平均动能。②平衡态下，理想气体分子的平均平动动能。③在平衡态下，理想气体分子的平均动能。讨论物理意义⑤

1摩尔自由度为i

的分子组成的系统的内能。⑥

1摩尔自由度为3

的分子组成的系统的内能。或1摩尔分子平均平动动能的总和。④由质量为M、摩尔质量为Mmol

、自由度为i的分子组成的系统的内能。练习30选择题1.C弹簧折半所以2.B—T—T/23.B练习32填空题A=41.2.反向运动3.

反向运动反向运动练习30

计算题1.解：yBoxy••取固定坐标系xoy，坐标原点o在水面上。设货轮静止不动时货轮上的B

点恰在水面上o点此时浮力和重力平衡（f=mg）该力与位移成正比方向指向平衡位置则浮力的增量设B点下沉致坐标为y处整理，得根据简谐振动的动力学方程，有：满足简谐振动的动力学方程，说明货轮作简谐振动。则：2.解：振幅：频率：角频率：周期：初相：①②根据：将代入，得：练习31

选择题1.B2.（1）D2.（2）B由3.反向运动由图可见练习33计算题1.解：由旋转矢量图法知：①②③2.解：①设当物体处于平衡位置时两弹簧伸长量分别为、向右为x

轴正方向。k1的伸长量为其中只与弹簧性质有关因此证明物体作简谐振动。k2的伸长量为则物体受力为：当物体位移为x

时以平衡位置为坐标原点，则若两弹簧最初都处于原长状态当质点m产生位移x

时同样的结果！总之，并联弹簧②振动的角频率和振幅分别为:振动方程为:如图，两根弹簧串联的系统，求组合劲度系数。解：普通物理学教案例题：由虎克定律质点m受力所以，组合弹簧的劲度系数练习32选择题1.B2.D填空题合振动的振幅为

5m

，1.合振动的方程为2.合振动的振幅为

4×10-2m

，反相位的振动合成，初相位由振幅大的决定。3.练习32计算题1.解：由：得：则合振动的表达式为：xoA2.解：①合振动的振幅为：合振动的初位相满足：则：②当时，即：的振幅最大；xoA的振幅最小。当时，即：xo*用旋转矢量表示：则当物体偏离原点的坐标为x

时,有:图示系统，求振动周期。解：普通物理学教案例题

：mk以物体在斜面上静平衡时位置为坐标原点，沿斜面向下为x轴正向，令：则有：故知该系统是作简谐振动，其振动的周期为：联解得y练习33机械波的形成和传播一、选择题1.D某点球面波振幅与到波源的距离成反比有耗介质中振幅是衰减的若振幅变化，质元的加速度值也变化唯一可确定的是波的频率不变2.Dyxot＝0时的波形3.D二、填空题2.1.I3.1.解：y(m)x(m)CoBD0.05A0.2①该列波沿x

轴正向传播，可知各点运动方向：OABCD②由图知：③波动表达式为：三、计算题2.解：③：①：x

前“+”表示该波沿x轴负方向传播。②：④：练习34平面简谐波的波动方程1.Bt=5时2.C一、选择题t＝0时的波形yyxo0.1y3.Dt＝T/4时的波形yxo1234先将波形曲线后移T/4周期再用旋转矢量法作判断二、填空题3.T/2

x=0处质元由正向最大位置运动到反向最大位置，故历经半周期。2.1.yxox0Puyxox0Pu1.解：①根据平面简谐波的标准波动方程：比较已知波动方程：有：②绳上的质点振动的最大速度：三、计算题2.解：uA16080y(m)x(m)20A/t=0t=2so①坐标原点o处，当t=0

时，y=0

且向轴的正方向运动，即可判断初又时则坐标原点处介质质点的振动方程为：相位：②该波的波动方程：练习35选择题1.B2.B3.CS2S1pr1r2yxo

A处质元动能增大即向平衡位置运动，即稍后它将进入靠右侧的那些质元的状态，故波左行。波动中，质元的势能与动能同步变化；相邻峰谷间质元位移方向相同，故B与A位移方向相反，也指向平衡点，其动能增大。动能势能同步变化填空题1.入射波方程（左行）在固定点x=0处反射振动传播到x=0点引起的振动反射波方程（右行）驻波方程叠加后2.4I0若3.π

/2练习35计算题1.解：①将代入驻波表达式：②该质点的振动速度：波腹2.解：设S1以为坐标原点由题意得：oxpS1S2干涉静止的点上带入上式得静止点为k：-2-1012两波的相位差为x：26101418另解由驻波方程正向波方程反向波方程因干涉而静止的点就是波节点，它们应满足故：即处为波节而静止。即波节点所以k

可取值为：练习36选择题1.A在介质中，波长则2.B3.BS考察等光程点的移动。练习36填空题1.d

增大，或波长减小，都减小。2.3.练习36计算题1.解：①②所以的第4级与的第3级明纹第一次重合。重合位置：由亮纹位置可知：得由③试探：练习37选择题1.E2.B考察光程：空气中部分+介质中部分3.A上下面的反射皆无半波损失练习37填空题1.上表面反射有半波损失2.上下面的反射皆有半波损失3.上表面反射有半波损失反射增强透射增强即反射减弱练习37计算题1.解：反射光的光程差为：对：对：在这两波长之间无其它极大极小，得：所以2.解：①②反射光程差对反射相消最小厚度取k=0反射加强，即：显然在白光范围内不可能产生反射加强。练习38选择题1.D相邻条纹的高差两滚柱的直径不变，即总高差不变，则条纹数不变。2.CWater比较劈尖条纹间距或牛顿环暗环半径差3.B条纹所在处高度相同（凸起）练习40填空题1.2.3.往返一次练习38计算题1.解：空气劈尖：条纹间距液体劈尖：条纹间距2.解：由牛顿环暗环半径公式对：对：练习39选择题1.C2.B3.C由于透镜的等光程性，中央明纹区始终在系统的中心位置。练习39填空题1.2.3.练习39计算题1.解：①②由单缝衍射暗纹公式：因为重合，故，因，所以即波长的级与的各级重合。所以练习40选择题1.B2.A3.D练习40填空题1.2.3.偶数级缺故中央明纹一侧的两条谱线应是1级和3级练习40计算题1.解：①②单缝中央明纹宽度即单缝两个一级极小区间光栅常数使用透镜单缝一级极小处对应的光栅衍射明纹级数只能出现0,±1。共3条③（所以第2,4,6,8┄

也缺级）可